Мощностной баланс

Для анализа динамических свойств автомобиля, можно вместо соотношения сил использовать сопоставление тяговой мощности N_к с мощностью, необходимой для преодоления сопротивления движению. Аналогично тяговому балансу можно записать и мощностной баланс автомобиля и трактора (для общего случая движения): N_e=N_тр+N_ƒ+N_i+N_w+N_кр+N_j+N_δ+N_пр+N _вом (70)

где N_тр - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивлений трения в трансмиссии;

N_ƒ - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивлений качению

колес или гусениц машин;

N_i - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивлений подъему;

N_w - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивлений воздуха;

N_кр - мощность, расходуемая на тягу прицепов, волочение деревьев и др;

N_j - мощность, затрачиваемая на разгон поступательно-движущихся масс;

N_δ - мощность, теряемая в процессе буксования ведущих органов;

N_пр - мощность, затачиваемая на механические потери в приводе вала от

бора мощности (ВОМа);

N_вом - мощность, затрачиваемая на вращение механизмов, присоединен

ных к ВОМу.

Если буксование движителя незначительно и им можно пренебречь равенство (70) с учетом равенства (4) можно записать:

N_к=N_e∙_тр=N_f±N_i+N_w+N_kp±N_j+N_пр+N_вом, (71)

где N_к=N_е -N_тр- мощность, подводимая к ведущим органам.

Анализируя равенство (70) замечаем, что развиваемая двигателем мощность расходуется на полезную работу (N_кр и N_вом) и на неизбежные потери.

а

Рисунок 9 График мощностного баланса автомобиля а и трактора б

Полезная мощность на крюке машины определяется:

N_кр=P_кр∙υ / 1000 (72)

где υ - действительная скорость движения машины.

Неизбежные потери мощности двигателя при работе машины определяются:

N_ƒ= P_ƒ∙ƒ/1000=ƒ∙G∙Cos∙υ/1000 (73)

N_i=P_i∙υ/1000 (74)

N_w=P_w∙υ/1000 (75)

N_j=P_j∙υ/1000 (76)

N_=∙N_k (77)

Изобразим графически мощностной баланс для автомобиля с 4-х ступенчатой коробкой передач - рисунок 9 а.

Из графика, очевидно, что автомобиль может устойчиво двигаться со скоростью υ΄_a только на IV передаче. Пересечение линий (N_к-N_w) и (N_ƒ2-N_i2) в точке С означает, что мощность суммарного сопротивления дороги N_2 при указанных ƒ₂, i₂ и υ΄_a соответствует развиваемой двигателем мощности N_e за вычетом мощности, затрачиваемой на трение в трансмиссии (отрезок АВ) и на преодоление сопротивления воздуха (отрезок ВС). Если ƒ=ƒ₁ и i=i₁ - кривая N_ƒ проходит ниже и налицо запас мощности (отрезок СД), который может быть использован для разгона машины.

Для тракторов и тягачей, как отмечалось выше, основным параметром является P_кр - сила тяги на крюке, развиваемая ими. Поэтому для них чаще всего строят графики тяговых характеристик и мощностного баланса в функции P_kp. Графически мощностной баланс для трактора можно представить – рисунок 9б. Ординаты жирноочерченной кривой изображают мощности N_кр, остающиеся после вычета всех потерь для реализации на крюке. Они изображают тяговый КПД трактора, если отрезок N_e принять за _тяг= 100 %.

Полученная кривая N_кр=ƒ(P_кр) названа потенциальной тяговой характеристикой трактора, потому что может быть достигнута лишь при идеальных предпосылках – автоматическом бесступенчатом регулировании скорости движения трактора и постоянной загрузке ДВС на полную мощность N_e.Из графика очевидно, что с увеличением P_кр увеличивается и буксование δ, а соответственно увеличивается мощность N_δ, затрачиваемая на буксование.

Это сказывается на величине N_кр. В указанном случае мощностной баланс может быть записан в виде: N_e=N_тр+N_ƒ+N_кр+N_δ (78)

Если принять, что КПД трансмиссии не зависит от ее передаточного числа, то очевидно,что наибольшее значение N_кр зависит от соотношения N_δ и N_ƒ, зависящих в свою очередь от степени буксования δ, значения скорости трактора и коэффициента ƒ. Чем больше N_кр, тем меньше затраты мощности на трение в трансмиссии, на буксование и самопередвижение трактора.

Равенство _тяг=N_кр / N_e называется тяговым КПД трактора и является одним из главных параметров оценки качества машины.